[发明专利]超导量子芯片及倒装焊芯片间距控制方法

说明书

本申请涉及一种超导量子芯片及倒装焊芯片间距控制方法。上述包括根据设计需求确定压接体的数量、位置及面积，并确定支撑体的数量、位置及面积；其中支撑体的支撑面积大于压接体的压接面积。支撑体的材料与压接体材料相同。支撑体沿第一方向的高度与片间目标距离相关，第一方向为芯片进行压接的方向。由于支撑体和压接体的材料相同，因此可以在同一工艺步骤中完成支撑体和压接体的制备，从而简化了工艺流程。并且由于支撑体的支撑面积大于压接体的压接面积，因此在一定的压力和温度下进行压接时，芯片间距减小到与面积较大的支撑体的高度和相同时，压接过程受到较大的阻力而芯片间距不再变化或只有较小的变化，从而实现片间距的精确控制和均匀。

技术领域

本申请涉及超导量子计算芯片领域，特别是涉及一种超导量子芯片及倒装焊芯片间距控制方法。

背景技术

随着超导量子计算芯片比特数量的逐步上升，需要进一步提升芯片的集成度。倒装焊技术正逐步应用到超导量子芯片的制备中。倒装焊技术是在一定的压力和温度下利用压接材料将上下两片芯片压接形成一片芯片的技术。压接材料可以起到机械连接以及电连接的双重作用。

在超导量子芯片技术中，压接后的芯片间距一般为几微米到十几微米。一般情况下，要求上下两片芯片制备一一对应的压接体并在压接过程中通过挤压变形互相连接(如图1和图2所示)。由于设备精度限制及压接中的物理过程等因素，芯片间距有时无法精确控制。芯片间距决定了芯片间的微波耦合强度，不确定的芯片间距将影响芯片的性能。

精确控制倒装焊芯片间距的方法有许多种，其中一种方案是在其中一片芯片上制备上表面平整的间距控制块，该间距控制块不可压缩并且其高度决定了最终的芯片间距。但是，该方案需要额外的工艺步骤制备间距控制块，一方面增加了工艺复杂度，另一方面制备的间距控制块的材料及工艺种的残留物质可能并不适用于工作在极低温下的具有微波频段低耗散特征的超导量子计算芯片。

发明内容

基于此，本申请针对上述技术问题，提供一种超导量子芯片及倒装焊芯片间距控制方法。

本申请提供一种倒装焊芯片间距控制方法，所述方法应用于超导量子芯片制备，所述超导量子芯片包括第一芯片和第二芯片，所述第一芯片和所述第二芯片对应位置上均设置压接体，所述第一芯片和所述第二芯片中至少一片芯片表面设置至少一个支撑体，所述方法包括：

根据设计需求确定所述压接体的数量、位置及面积，并确定所述支撑体的数量、位置及面积；其中支撑体的总面积大于压接体的总面积；

所述支撑体的材料与所述压接体材料相同；

所述支撑体沿第一方向的高度与片间目标距离相关，所述第一方向为所述芯片进行压接的方向。

在其中一个实施例中，压接前，所述第一芯片与所述第二芯片对应位置的压接体高度和大于支撑体高度和，压接过程中由于压接体与支撑体高度的差异致使压接体发生形变融合形成有效的电和/或机械连接。而由于压力有限，在压接过程中芯片间距减小到与面积较大的支撑体的高度和相同时，压接过程受到较大的阻力而芯片间距不在变化或只有较小的变化，从而实现片间距的精确控制和均匀。

在其中一个实施例中，所述支撑体的数量为多个。

在其中一个实施例中，多个所述支撑体相对于所述芯片的中心点对称设置。

在其中一个实施例中，所述第一芯片和所述第二芯片中均设置至少一个支撑体。

基于相同的发明构思，本申请提供一种超导量子芯片，包括：

第一芯片和第二芯片；

压接体，设置于所述第一芯片和所述第二芯片对应位置上，所述第一芯片与所述第二芯片通过对应位置上的所述压接体压接；以及